מדוע יש צורך ב-CO2 בתרבית תאים?

רמת החומציות (pH) של תמיסת תרבית תאים טיפוסית היא בין 7.0 ל-7.4. מכיוון שמערכת בופר ה-pH של קרבונט היא מערכת בופר pH פיזיולוגית (זוהי מערכת בופר pH חשובה בדם אנושי), היא משמשת לשמירה על pH יציב ברוב התרביות. לעתים קרובות יש להוסיף כמות מסוימת של סודיום ביקרבונט בעת הכנת תרביות עם אבקות. עבור רוב התרביות המשתמשות בקרבונט כמערכת בופר pH, על מנת לשמור על pH יציב, יש לשמור על רמת הפחמן הדו-חמצני באינקובטור בין 2-10% כדי לשמור על ריכוז הפחמן הדו-חמצני המומס בתמיסת התרבית. יחד עם זאת, כלי תרבית התאים צריכים להיות נושמים במידה מסוימת כדי לאפשר חילוף גזים.

האם השימוש במערכות בופר pH אחרות מבטל את הצורך באינקובטור CO2? נמצא כי עקב ריכוז הפחמן הדו-חמצני הנמוך באוויר, אם התאים לא יגדלו באינקובטור פחמן דו-חמצני, ה-HCO3- במדיום הגידול ידולדל, וזה יפריע לגדילה התקינה של התאים. לכן, רוב תאי בעלי החיים עדיין מגדלים באינקובטור CO2.

במהלך העשורים האחרונים, תחומי הביולוגיה של התא, הביולוגיה המולקולרית, הפרמקולוגיה ועוד עשו צעדים מדהימים במחקר, ובמקביל, יישום הטכנולוגיה בתחומים אלה נאלץ לעמוד בקצב. למרות שציוד המעבדה הטיפוסי למדעי החיים השתנה באופן דרמטי, חממת CO2 עדיין מהווה חלק חשוב במעבדה, ומשמשת למטרת שמירה וקידום צמיחה טובה יותר של תאים ורקמות. עם זאת, עם התקדמות הטכנולוגיה, תפקודם ותפעולם הפכו מדויקים, אמינים ונוחים יותר. כיום, חממות CO2 הפכו לאחד המכשירים השגרתיים הנפוצים במעבדות ונמצאות בשימוש נרחב במחקר וייצור ברפואה, אימונולוגיה, גנטיקה, מיקרוביולוגיה, מדעי החקלאות והפרמקולוגיה.

אינקובטור CO2 יוצר סביבה לגדילה טובה יותר של תאים/רקמות על ידי שליטה בתנאי הסביבה הסובבים. תוצאת בקרת התנאים יוצרת מצב יציב: לדוגמה, חומציות/בסיסיות קבועה (pH: 7.2-7.4), טמפרטורה יציבה (37°C), לחות יחסית גבוהה (95%), ורמת CO2 יציבה (5%), ולכן חוקרים בתחומים הנ"ל כה נלהבים מהנוחות של שימוש באינקובטור CO2.

בנוסף, עם הוספת בקרת ריכוז CO2 ושימוש במיקרו-בקר לבקרת טמפרטורה מדויקת של האינקובטור, שופרו שיעור ההצלחה והיעילות של גידול תאים ורקמות ביולוגיים וכו'. בקיצור, אינקובטור CO2 הוא סוג חדש של אינקובטור שלא ניתן להחליף אותו באינקובטור תרמוסטט חשמלי רגיל במעבדות ביולוגיות.